Пособие к лабораторным работам по курсу Геофизика

М И Н И СТ Е РСТ В О О БРА ЗО В А Н И Я И Н А У К И РО ССИ Й СК О Й Ф Е Д Е РА Ц И И В О РО Н Е Ж СК И Й ГО СУ Д А РСТ В Е Н Н Ы Й У Н И В Е РСИ Т Е Т

Г Е О ФИ З И К А п о с о бие п о с п ециальн о с т и 020302 « Г ео ф изика»

В О РО Н Е Ж 2004

2

Введен ие Н астояще е пособие пре дназначе но для использования при выполне нии лабораторныхработпо ку рсу « Ге оф изика». П ре дм е т "Ге оф изика" являе тся по су ще ству пе рвым ш агом в изу че нии бу ду ще й спе ц иальности. Н е см отря на краткость (1 се м е стр), м ате риал охватывает практиче ски все основные разде лы ге оф изики. В этой связи сту де нты сталкиваю тся с больш им количе ством не знаком ых те рм инов и понятий . Ц е лью лабораторных работинастояще го пособия- пом очьсту де нтам ву свое ниинового м ате риала. В пособии рассм атривается 9 практиче ских работ. Д ля каж дой работы дается краткое излож е ние те ории изу чаем ого разде лазнаний и у казывается порядок выполне ния работы. Д ля расче тов не которых заданий использу е тся разработанные автором програм м ы. П ривыполне нии работ 6 и7 сту де нтам и сам остояте льно составляе тся програм м ы расче тов гравитац ионного и м агнитного поле й для просте й ш их м оде ле й , приэтом не обходим о прим е не ние знаний ку рса« И нф орм атика», который такж е читаетсявпе рвом се м е стре . В заклю че нии пособия приводятся вопросы, отве ты на которые не обходим о знать при сдаче работы. Т е оре тиче ский м ате риал излож е н пре де льно кратко. П ри подготовке ре ком е нду е тся использовать ле кц ии по данном у ку рсу ире ком е ндованну ю лите рату ру . П ракт ичес кая рабо т а № 1 Тема: Г ео ф изичес кие п о ля и ф изичес кие с во йс т ва го рн ы хп о ро д. П ринц ипиальная возм ож ность изу че ния ге ологиче ского строе ния Зе м ли, анализиру я ге оф изиче ские поля, заклю чается в различии горных пород по ф изиче ским свой ствам . Т ак, с пом ощью м агниторазве дкиизу чаю тособе нности распре де ле ния м агнитного поля, вызванного горным и породам и и ру дам и, обладаю щим и различной нам агниче нностью . Гравиразве дка основана на изу че нииполя силы тяж е сти, которое отраж ает плотностные не однородности ге ологиче ского разре за. Э ле ктроразве дочным и м е тодам и изу чаю т проц е ссы, происходящие в горных породах припрохож де нииче ре з них эле ктриче ского тока. Характе р этих проц е ссов зависит от у де льного сопротивле ния идру гих эле ктриче ских свойств горных пород. М е тодам и се йсм оразве дки иссле ду ю т строе ние Зе м ли по распростране нию у пру гих коле баний в горных породах. Скорость распростране ния у пру гих волн опре де ляе тся у пру гим и свой ствам и горных пород. Знание ф изиче ских характе ристик или, дру гим и словам и, ф изиче ских свойств горных пород иру д, не обходим о ге оф изику . В проц е ссе выполне ния работы сту де нты знаком ятся с основным ихаракте ристикам и ге оф изиче ских поле й и связанных с ним и источников, анализиру ю т ф изиче ские свойства пород иру д. П о ря до к рабо т ы 1. И спользу я пре длож е нные пре подавате ле м м ате риалы, заполните сле ду ю щие таблиц ы:

3

Т аблиц а1.1 О сновные характе ристикине которыхге оф изиче ских поле й иих источников Ге оф изиче ское Характе ристики Е диниц ы Ф изиче ские Е диниц ы поле поля изм е ре ния парам е тры изм е ре ния Гравитац ионное поле М агнитное поле П оле у пру гих коле баний Э ле ктром агнитное поле Т аблиц а1.2 Ф изиче ские свойстване которыхгорных пород иру д Н азвание П лотность М агнитная Скорость У де льное породы восприим чивость продольных эле ктриче ское волн сопротивле ние Е диниц ы изм е ре ния П е сок Глина П е счаник И зве стняк Гранит Д ац ит Д иорит Сие нит Гне йсы Габбро Базальт Д у нит П е ридотит М е дный колче дан М агне тит Сланц ы 2. О бобщите све де ния таблиц ы 1.2 и сде лайте выводы о пре де лах изм е не ния ф изиче ских свойств осадочных, м агм атиче ских им е там орф иче ских пород. Во п ро с ы к п ракт ичес ко й рабо т е № 1 1. Н а зовите основные ге оф изиче ские поля и изу чаю щие их разде лы ге оф изики. 2. П е ре числите па рам е тры, характе ризу ю щие ге оф изиче ские поля.

4

К акая связь су ще ству е т м е ж ду ф изиче ским и свойствам и горных пород иге оф изиче ским иполям и. 3.

П ракт ичес кая рабо т а № 2 Тема: Г ео ло го - гео ф изичес кие разрезы Ге оф изиче ский разре з - это изображ е ние наве ртикальной плоскости ф изиче ских особе нносте й горных пород и ру д, обу словивш их характе р наблю даем ых ге оф изиче ских поле й. Различаю т плотностные , м агнитные , эле ктриче ские , се йсм иче ские разре зы. Ге оф изиче ский разре з - это ф изиче ская м оде льге ологиче ского разре за. К онкре тном у ге ологиче ском у разре зу отве чает один ге оф изиче ский разре з, но ге оф изиче ском у разре зу м ож е тсоотве тствовать не сколько вариантов ге ологиче ского разре за. И спользу яком пле кс ф изиче ских парам е тров, данные бу ре нияире зу льтатыге оф изиче ских иссле дований, м ож но подобратьтакой ге ологиче ский разре з, который наиболе е ве рояте н дляданного ге оф изиче ского разре за. О бычно ге оф изиче ский и ге ологиче ский разре зы совм е щаю т, полу чая те м сам ым ге олого-ге оф изиче ский разре з. Ге ологоге оф изиче ские разре зы использу ю т при инте рпре тац ии (объясне нии) ре зу льтатовге оф изиче ских работ. Сту де нты полу чаю т индивиду альные задания. Н иж е прим е р одного из вариантовзадания. Ре зу льтатыге оф изиче ских работнаж е ле зору дном м е сторож де нии Т а блиц а 2_1 пк

Vz 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25

Za 0,03 0,04 0,05 0,05 0,1 0,2 0,4 0,6 0,95 1 1,1 1,1 1,1 1 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,3 0,3 0,2 0,1 0,05 0,05

10 15 25 34 40 42 61 120 180 280 390 240 200 356 150 510 480 330 210 180 100 205 100 80 50

0

10

20 П к

2

1

3

4

Т а блиц а 2_2 п ор од ы

п ло тно сть на ма гниченно сть 1 2 3 4

У словные обозначе ния: 1-габбро; 2-ту ф ы; 3- граниты; 5 –ру дное те ло

5

П о ря до к рабо т ы 1. В ыписа ть опре де ле ния горных пород, которые обозначе ны на ваш е м варианте ге ологиче ского разре за. 2. П ользу ясь да нным и, полу че нным ив пре дыду ще й работе , заполнить таблиц у 2.2 - Ф изиче ские свойствагорныхпород. 3. Н а не сти числе нные значе ния ф изиче ских характе ристик горных пород на данный ге ологиче ский разре з. 4. П остроить гра ф ики ге оф изиче ских поле й над полу че нным ге ологоге оф изиче ским разре зом , использу ятаблиц у 2.1. Во п ро с ы к п ракт ичес ко й рабо т е № 2 1. Д а йте опре де ле ние ге оф изиче ской аном алии. Засче тче го онавозникает? 2. Ч то та кое ге олого-ге оф изиче ский разре з? 3. Ч то та кое точканаблю де ния, ге оф изиче ский проф иль, ш аг по проф илю ? 4. О бъясните природу ге оф изиче ских а ном алий над ге олого-ге оф изиче ским разре зом , исходя из ге ологиче ского строе ния иф изиче ских свой ств горных пород. П ракт ичес кая рабо т а № 3 Тема: Э н ергия и магн ит уда землет ря с ен ий Э не ргия зе м ле трясе ний являе тся их су ще стве нной характе ристикой. И зу че ние се йсм иче ской эне ргии дает нам новые све де ния о глу бинных те ктониче ских проц е ссах. В о д о р о д на я бо мба 1 8

1000 000*10

Э нер гия, эр г

100 000*10

10 000*10

Аляскинск о е з ем летр . 1964 г Са н-Фр а нц исско е з ем летр . 1906 г.

Гва тем а льско е з емлетр . 1976 г.

1 8

Ита льянск о е з емлетр . 1980 г.

1 8

Зем летр ясение в Са н-Фер на нд о 1971 г. 1000*10

100*10 10*10 1*10

1 8

Ато мна я бо мба

1 8

Зем летр ясение в Са нта -Ба р ба р е 1978 г.

1 8

1 8

4

5

6

7

8

9

М агниту даРихте ра Рис.3.1 Зависим остьм е ж ду эне ргие й им агниту дой зе м ле трясе ний

6

100 80 60 40

700 600

7

500 6

400

20 10 8 6 4

350 300

5

250 200

4

150

2 1 Амп литуд а , мм

3 Ма гнитуд а п о Рихтер у

100 Э п иц ентр а льно е р а ссто яние, км

Рис. 3.2. Н ом ограм м аопре де ле ниям агниту дыпо Рихте ру В настояще е вре м я для сравне ния зе м ле трясе ния по силе наибольш им распростране ние м пользу е тся ш калам агниту д, пре длож е нная Ч . Рихте ром . Н е см отря нато что эташ калане являе тся не посре дстве нно эне рге тиче ской, е е связьс эне ргие й зе м ле трясе ний у становле нам ногим ииссле довате лям и. Ш калу Рихте рам ож но использовать как пе рвое приближ е ние при оц е нке эне ргии зе м ле трясе ния. Соотнош е ние м е ж ду се йсм иче ской эне ргие й и м агниту дой Рихте рапоказано нарис. 3.1. Рихте р пре длож ил в каче стве исходной характе ристики использовать ам плиту ду се йсм иче ских коле баний . Т ак как ам плиту дау бываетсрасстояние м , выбирается стандартное расстояние - 100 км от эпиц е нтра. Д ля использования ре зу льтатов изм е ре ний, полу че нных на дру гих расстояниях, вводится поправка. Д ру гая поправкавводитсядля приве де ния наблю де нной ам плиту ды к стандартной. Ф орм у ладля расче там агниту ды зе м ле трясе ния по Рихте ру сле ду ю щая: М =lg (А /Т ) +f(∆),

(3.1)

где А - ам плиту дазаписи насе йсм ограм м е произош е дш е го см е ще ния почвы в м км в пове рхностных волнах с пе риодом Т =20 се к; f(∆) - су м м а поправок. Н а рис.3.2 приводится ном ограм м а для у проще нного способа опре де ле ния м агниту дызе м ле трясе нияпо Рихте ру . П о ря до к рабо т ы 1. И зм е ритьа м плиту ду записинаполу че нных се йсм ограм м ах.

7

2. О пре де литьм а гниту дызе м ле трясе ний по ном ограм м е нарис. 3.2. 3. О ц е нить эне ргию зе м ле трясе ний , использу я диа грам м у , приве де нну ю

нарису нке 3.1. 4. О писа ть зе м ле трясе ние данной эне ргии, использу я све де ния таблиц ы 3.1. Т аблиц а3.1 О ц е нкаинте нсивностизе м ле трясе ния М агниту дапо Рихте ру , М 1,6-2,2 2,2-2,8 2,8-3,4 3,4-4,0 4,0-4,6

4,6-5,2

5,2-5,8

5,8-6,4

6,4-7,0

7,0-7,6

7,6-8,2

8,2-8,8

О сновные признакизе м ле трясе ния

Ш кала бальности MSK-64

Ре гистриру е тсятолько се й см иче ским иприборам и О щу щаетсяотде льным илю дьм и О щу щаетсяне больш ой частью насе ле ния О щу щается м ногим и. Зам е тные коле бания висячих пре дм е тов, дре бе зж ание посу дыиоконныхсте кол. О щу щается практиче ски все м и. Спящие пробу ж даю тся. Сотрясе ние зданий, коле бание м е бе ли, тре щинывш ту кату рке иоконных сте клах. О бщий испу г. М ногие выбе гаю т из зданий. О ткалываю тсяку скиш ту кату рки, ле гкое повре ж де ние зданий. П аника. В се выбе гаю т из зданий, на у лиц е те ряю т равнове сие . Т ре щины в сте нах кам е нных дом ов, повре ж де ние зданий . О тде льные лю ди полу чаю т ране ния. Сквозные тре щины в сте нах, паде ние карнизов, дым овых ту б, тре щины на почве . М ного ране ных, отде льные ж е ртвы. Сильное повре ж де ние кам е нных дом ов, отде льные здания разру ш аю тся до основания. Ч исло ж е ртв возрастает. К ру пные тре щины в почве , оползни и обвалы, искривле ние ре льсов, разру ш е ние кам е нных построе к. М ного у битыхиране ных. М ногочисле нные оползни и обвалы, ш ирокие тре щины в зе м ле , кам е нные здания сове рш е нно разру ш аю тся. М ногочисле нные ж е ртвы. К атастроф иче ские разру ш е нияиж е ртвы. Соору ж е ния разру ш е ны, огром ные изм е не ниявпочве , наводне ния, изм е не нияте че нияре к, кру пные нару ш е нияре лье ф а

1 2 3 4 5

6

7

8

9

10

11

12

8

Во п ро с ы к п ракт ичес ко й рабо т е № 3 1. Ч то та кое зе м ле трясе ние ? 2. Д а йте опре де ле ния сле ду ю щим понятиям : очаг, гипоц е нтр, эпиц е нтр, эпиц е нтральное расстояние . 3. П е ре числите основные причинывозникнове ниязе м ле трясе ний . П ракт ичес кая рабо т а № 4 Тема: Г о до граф ы о т ражен н ы хи п рело млен н ы хво лн Се йсм иче ские наблю де ния часто проводят надне вной пове рхности. В различных точках пове рхностиопре де ляю твре м яприходаволныисоставляю т граф ик зависим остивре м е ниприходаволныt откоординатточе к наблю де ния. Т акой граф ик называется годограф ом данной волны. Различаю т пове рхностный годограф , составле нный по наблю де ниям в точках, располож е нных напове рхности, и лине йный, составле нный по наблю де ниям вдоль не которых линий. У равне ние м годограф а называется аналитиче ское выраж е ние зависим ости вре м е ни прихода волны от координат точе к наблю де нияипарам е тровге ологиче ского разре за.

t Гп

Го О i

Хм i Re

К

φ

x

C F О*

Рис.4.1 Годограф ы отраж е нной (ГО ) и пре лом ле нной (ГП ) волн от наклонной границ ы разде ладву х сре д У равне ние лине йного годограф а отраж е нной волны от наклонной се й см иче ской границ ы(рис. 4.1) им е е твид: t=

1 4h 2 + x 2 ± 4hx sin ϕ , v1

(4.1)

где t - вре м я приходаволны, х - координататочкинаблю де ния, v1 скорость распростране ния у пру гих волн в ве рхне м слое , h - глу биназале гания отраж аю ще й границ ы, ϕ - у гол наклонаотраж аю ще й границ ы. У равне ние лине йного годограф а пре лом ле нной волны в слу чае наклонной се й см иче ской границ ы(рис. 4.1) им е е твид:

9

t=

1 ( x sin(i ± ϕ ) + 2h cos i ), v1

(4.2)

где t - вре м я приходаволны, х - координататочкинаблю де ния, v1 скорость распростране ния у пру гих волн в ве рхне м слое , h - глу биназале гания отраж аю ще й границ ы, i - критиче ский у гол (у гол паде нияпрям ой волны). П о ря до к рабо т ы 1. П остроить м оде ль дву хслой ного ге олого-ге оф изиче ского ра зре зас наклонной се йсм иче ской границ е й. 2. За дать парам е тры, не обходим ые для расче талине й ных годограф ов отраж е нной ипре лом ле нной волн. 3. П рове рить выполне ние у словий обра зования отраж е нной иголовной пре лом ле нной волн длязаданной м оде ли. 4. И спользу я програ м м у « Godograf», рассчитать вре м е на прихода отраж е нной ипре лом ле нной волн длязаданного разре за. 5. П остроитьгодогра ф ыотраж е нной ипре лом ле нной волн. Во п ро с ы к п ракт ичес ко й рабо т е № 4 1. Ч то та кое прям аяиобратнаязадачисе й см оразве дки. 2. Д а йте опре де ле ние годограф а. 3. Н а зовите у словияобразованияотраж е нной волны. 4. К огдавозника е тголовнаяпре лом ле ннаяволна? П ракт ичес кая рабо т а № 5 Тема: И змен ен ие магн ит н о го п о ля З емли в завис имо с т и о т ш иро т ы М агнитное поле Зе м лив пе рвом приближ е ниим ож но рассм атривать как поле однородно нам агниче нного ш ара. Су ще ству ю т аналитиче ские выраж е ния, пре длож е нные Гауссом , позволяю щие пре дставить составляю щие напряж е нностим агнитного полякак ф у нкц ию ге ограф иче ских координат. Д ля приближ е нного пре дставле ния об изм е не нии напряж е нности поля на пове рхности Зе м ли использу ю т выраж е ния м агнитного поте нц иала ш ара, равного поте нц иалу диполя U =M

1 cos(90 0 − ϕ ) , R2

(5.1)

где М - м агнитный м ом е нтЗе м ли, R - радиу сЗе м ли, ϕ - м агнитнаяш ирота. У читывая, что dU/dz = Z - ве ртикальной составляю ще й напряж е нности м агнитного поля, dU/dx = H -горизонтальной составляю ще й напряж е нности м агнитного поля, dz=dr, dx = Rdθ, θ = 900-ϕ, полу чим приближ е нные выраж е ниядлявычисле ниянапряж е нностим агнитного поля Z=

2M cosθ R3

(5.2)

M sin θ R3

(5.3)

H=

10

T = Z2 + H2 =

M 1+ 3 cos 2θ 3 R

(5.4)

П о ря до к рабо т ы 1. Ра ссчитать значе ния T, Z и H напряж е нности м агнитного поля для данных значе ний м агнитной ш ироты. М агнитный м ом е нт Зе м ли М ≈ 8,3*1025 CГС; Радиу сЗе м лиR ≈ 6400км 2. Ре зу льта тыпре дставитьввиде таблиц ы5.1 3. Сде ла тьвыводы об изм е не ниим агнитного поляотэкваторак полю су Т аблиц а5.1 Ш иротаφ , град Z ( А /м ) Н ( А /м ) Т ( А /м ) Во п ро с ы к п ракт ичес ко й рабо т е № 5 1. Д а тьопре де ле ние напряж е нностим агнитного поля 2. Стру кту рам а гнитного поляЗе м ли. 3. В ка кихе диниц ах изм е ряе тсянапряж е нностьм агнитного поля? П ракт ичес кая рабо т а № 6 Тема: М агн ит н о е п о ле о дн о ро дн о го н амагн ичен н о го ш ара М ногие ге ологиче ские объе кты, пре дставляю щие собой боле е илим е не е изом е тричные зале ж и м агнитных пород и ру д, м огу т быть приближ е нно у подобле ны ш ару . А ном альное м агнитное поле над ш аром эквивале нтно полю диполя, располож е нном у в ц е нтре ш ара. В те ориим агниторазве дкивыводятся сле ду ю щие аналитиче ские выраж е ния для однородного по м агнитным свойствам ве ртикально нам агниче нного ш ара: Z=M

2h 2 − x (h + x 2 ) 5 / 2

H = −3M

hx (h + x ) 5 / 2 2

(6.1) (6.2)

М = J*V

(6.3)

V = 4/3 π R3,

(6.4)

где M - полный м агнитный м ом е нтш ара, J - нам агниче нность, V - объе м ш ара, R - радиу с ш ара, h - глу биназале гания ц е нтра, х - координататочки наблю де ния. Н ачало координат располож е но над ц е нтром ш ара. Характе р распре де ле нияполяпоказан нарис. 6.1

11

z

н

x

Рис.6.1 М агнитное поле однородно нам агниче нного ш ара. П о ря до к рабо т ы 1. Задать парам е тры м оде лиш ара, не обходим ые для расче там агнитного полянад однородно нам агниче нным ш аром . 2. Составить програм м у для расче тааном альных значе ния ве ртикальной (Z) игоризонтальной (H) составляю щих полного ве кторанапряж е нности м агнитного полядлязаданной м оде ли. 3. П остроить граф ики распре де ле ния Za и Н а над заданной м оде лью ш ара. Во п ро с ы к п ракт ичес ко й рабо т е № 6 1. К а кие ф изиче ские ве личины характе ризу ю т м агнитные свойства ве ще ства? 2. О тче го за висятм агнитные свойствагорных пород иру д? 3. Н а зовите эле м е нтызе м ного м агне тизм а. П ракт ичес кая рабо т а № 7 Тема: Н о рмальн о е гравит ацио н н о е п о ле З емли Н орм альным поле м Зе м линазываетсяте оре тиче скирассчитанное поле в пре дполож е нии, что Зе м ля пре дставляе т собой эллипсоид враще ния, состоящий из однородных по плотности конц е нтриче ских слое в. Су ще ству е т довольно м ного ф орм у л норм ального распре де ле ния силы тяж е сти, в зависим остиот ш ироты. В настояще е вре м я приобработке гравим е триче ских наблю де ний в наш е й стране обычно прим е няю т ф орм у лу Ге льм е рта (19011909г.г). Ф орм у ла Ге льм е рта выве де на на основе 1600 относите льных изм е ре ний силытяж е сти. П ре дполагается, что Зе м ля - эллипсоид враще ния с сж атие м α = 1/298,2 γ0 = 978,03( 1 +0,005302 sin2ϕ - 0,000007 sin2 2ϕ)

(7.1)

12

П о ря до к рабо т ы 1. Ра ссчитать значе ния норм альной силы тяж е стипо ф орм у ле Ге льм е рта дляданныхш ирот. 2. Ре зу льта тыпре дставитьввиде таблиц ы7.1 Т аблиц а7.1 φ γ0 Во п ро с ы к п ракт ичес ко й рабо т е № 7 1. Д а йте опре де ле ние норм ального гравитац ионного поля. 2. Ч то та кое ге оид? 3. Д а йте опре де ле ние гравитац ионной аном алии 4. Д а йте опре де ле ние и пе ре числите изве стные вам ре ду кц ии силы тяж е сти П ракт ичес кая рабо т а № 8 Тема: Г равит ацио н н о е п о ле го ризо н т альн о го круго во го цилин дра Горизонтальный кру говой ц илиндр пре дставляе т собой те ло, которое простираетсявдольосиy набе сконе чность. Се че ние ц илиндра- кру г радиу сом R. Т акие те ла называю тся дву м е рным и и часто использу ю тся в те ории инте рпре тац ии гравим агнитных аном алий. Н е см отря на то что ре альные ге ологиче ские объе ктывсе гдаим е ю тконе чные разм е ры, м ногие изних м ож но приближ е нно аппроксим ировать дву м е рным и те лам и. П риче м возникаю щая при этом ош ибкане значите льна, е сли продольные разм е ры те лаотносятся к попе ре чным как 1:10 и не пре выш ает точности наблю де ний . А налитиче ские выраж е ния для расче тов гравитац ионного им агнитного поле й для дву м е рных те л боле е простые , че м для тре хм е рных. Ге ологиче ским и аналогам и горизонтального кру гового ц илиндра являю тся антиклинальные и синклинальные складки, линзообразные зале ж и, дру гие стру кту ры и те ла, разм е ры которых по простиранию значите льно больш е , че м вкре ст простирания. П ри пе ре ходе от тре хм е рным к дву м е рным те лам , ф орм у лы значите льно у прощаю тся. В ыраж е ние для расче та аном ального гравитац ионного поля горизонтального кру гового ц илиндраим е е твид: g a = 2kλ

h , h + x2 2

(8.1)

где k - гравитац ионная постоянная, λ - произве де ние избыточной плотностиц илиндранаплощадье го попе ре чного се че нияλ =σπR2, h - глу бина зале ганияосиц илиндра, x - координататочкинаблю де ния. Характе р распре де ле ния аном ального поля силы тяж е сти над горизонтальным кру говым ц илиндром показан нарис. 8.1

13

Vxz

g

x

0 ,5

0

x L

h

Z

Рис.8.1. Гравитац ионное поле над горизонтальным кру говым ц илиндром П о ря до к рабо т ы 1.Задать парам е тры м оде ли горизонтального кру гового ц илиндра, не обходим ые длярасче тааном ального гравитац ионного поля. 2.Составить програм м у и рассчитать аном альные значе ния гравитац ионного полядлязаданной м оде ли. 3.П остроитьграф икираспре де ле ния∆ ga над заданной м оде лью . 1. Во п ро с ы к п ракт ичес ко й рабо т е № 8 1. Д а йте опре де ле ние плотностигорных пород. 2. Ч то та кое избыточнаяплотность? 3. К а кие те ланазываю тсядву м е рным и? 4. В ка ких е диниц ах изм е ряе тсянапряж е нностьгравитац ионного поля. П ракт ичес кая рабо т а № 9 Тема: Тип ы кривы х ВЭ З н ад различн ы ми мо деля ми т рехс ло йн ы х гео элект ричес кихразрезо в Глу бинность эле ктроразве дкивозрастает с у ве личе ние м разносов м е ж ду источником поля иточкой наблю де ния. Т акой прие м у ве личе ния глу бинности иссле дований называется дистанц ионным . Н а не м основан м е тод В е ртикального эле ктриче ского зондирования, полу чивш ий название В Э З. Работывыполняю тсяссим м е тричной у становкой А MNB. Рассм отрим возм ож ности этого м е тодапри зондировании тре хслойного горизонтального разре за. Т акой разре з в эле ктроразве дке характе ризу е тся у де льным исопротивле ниям иρ1, ρ2 иρ3 тре х слое в, ве личинам и м ощносте й h1 и h2 пе рвого и второго слое в. М ощность тре тье го слоя приним ается бе сконе чной. Ф орм атре хслойных те оре тиче ских кривых В Э З изображ е нана

14

рис. 9.1. В зависим остиотсоотнош е нияу де льных сопротивле ний слое вкривые разде ляю тнасле ду ю щие типы: A приρ1 < ρ2 < ρ3; H приρ1 > ρ2 < ρ3 ; K при ρ1 < ρ2 > ρ3 ; Q приρ1 > ρ2 > ρ3 . П рине больш ой ве личине А В /2 по сравне нию с м ощностью пе рвого слоя h1 ве личина ρк опре де ляе тся у де льным сопротивле ние м пе рвого слоя ρ1 и при бе сконе чном у м е ньш е нии А В /2 по сравне нию с h1 ρк стре м ится асим птотиче ски к ρ1. П ри ве личине А В /2, значите льно пре выш аю ще й су м м арну ю м ощность слое в h1 и h2, значе ние ρк асим птотиче ски приближ ается к ρ3. П ри не котором пром е ж у точном значе нии А В /2, соизм е рим ом с глу биной до второго слоя, наф орм е кривой В Э З сказываетсявлияние слояh2. П о ря до к рабо т ы 1. П остроить ш е сть схе м а тиче ских тре хслойных ге оэле ктриче ских разре зов с различным и соотнош е ниям и у де льного эле ктриче ского сопротивле ния слое в ρ1 , ρ2 и ρ3 и постоянной м ощностью h1 и h2 пе рвого и второго слое в. М ощность тре тье го слоя считать бе сконе чной . 2. Н а д полу че нным иразре зам ипостроитьсхе м атичные кривые ρк . 3. О пре де литьтип кривых ρк.

Т ип А ρ<ρ<ρ

ρ,Oм м

1

2

Т ип H ρ>ρ<ρ

ρ,Oм м

3

1

ρ

ρ

3

ρ

2

3

3

ρ

2

1

ρ

ρ

1

2

0

ρ,Oм м

Т ип K ρ<ρ>ρ 1

ρ

0

АВ /2

2

ρ,Oм м ρ

3

ρ

2

ρ ρ

АВ /2 Т ип Q ρ>ρ>ρ 1

2

3

1

2

ρ

3

3

1

0

АВ /2

АВ /2

15

Рис.9.1 Т ипыкривых В Э З Во п ро с ы к п ракт ичес ко й рабо т е № 9 1. Ч то

такое истинное и каж у ще е ся у де льное эле ктриче ское сопротивле ние горныхпород. 2. Д а йте опре де ле ние у становкивэле ктроразве дке . 3. В че м су щность диста нц ионного и частотного прие м ов у ве личе ния глу бинностииссле дований. Л ит ерат ура О сновная О бщаяге оф изика: у че б. пособие /под ре д. В .А . М агниц кого.-М .,1995.-315с. К онц е не бин Ю .П . Ге оф изика/Ю .П . К онц е не бин. -Саратов, 1999. –152с. Гринке вич Г.И . М агниторазве дка: у че бник/Г.И .Гринке вич.-Е кате ринбу рг, 2001.-306с. Д ополните льная К у нщиковБ.К ./ О бщий ку рсге оф изиче скихм е тодовразве дки/Б.К . К у нщиков, М .К . К у нщикова.- М ., 1976.- 430с. Логаче вА .А . М агниторазве дка/А .А . Логаче в, В .П .Захаров.- Л., 1979. –351с. М ироновВ .С. К у рсгравиразве дки/ В .С. М иронов.-Л., 1980.-543с Хм е ле вской В .Н . К раткий ку рсразве дочной ге оф изики/В .Н .. Хм е ле вской .-М ., 1979.-287с.

Составите льМ у равинаО льгаМ ихай ловна Ре дактор Т ихом ироваО .А .